小切口開胸經(jīng)導(dǎo)管肺動(dòng)脈瓣置換術(shù)實(shí)驗(yàn)研究

陳翔，張志鋼，朱玉峰，王飛宇，儲(chǔ)國俊，張本，趙仙先，秦永文，葛均波

·實(shí)驗(yàn)研究Experimental research·

小切口開胸經(jīng)導(dǎo)管肺動(dòng)脈瓣置換術(shù)實(shí)驗(yàn)研究

陳翔，張志鋼，朱玉峰，王飛宇，儲(chǔ)國俊，張本，趙仙先，秦永文，葛均波

目的探討小切口開胸經(jīng)導(dǎo)管植入自膨脹式帶瓣膜支架置換動(dòng)物肺動(dòng)脈瓣的可行性和有效性。方法使用國產(chǎn)自主研發(fā)的酒杯狀鎳鈦合金自膨脹支架，將新鮮的豬心包經(jīng)脫細(xì)胞、防鈣化等處理后裁剪成人工瓣膜，縫合在自膨脹支架上，制成自膨脹式帶瓣膜肺動(dòng)脈瓣支架。選擇健康山羊8只，非體外循環(huán)下右側(cè)小切口開胸暴露右室前壁，穿刺右心室前壁送入加硬鋼絲建立右心室-肺動(dòng)脈軌道，X線引導(dǎo)下沿加硬導(dǎo)絲通過18 F輸送鞘管將自膨脹式帶瓣膜支架送至羊肺動(dòng)脈瓣原位，釋放支架置換動(dòng)物原肺動(dòng)脈瓣，術(shù)后即刻和術(shù)后6個(gè)月，通過DSA和心臟彩色多普勒超聲（彩超）檢測(cè)人工瓣膜的功能。結(jié)果8只羊手術(shù)均獲成功，無明顯手術(shù)并發(fā)癥。術(shù)后即刻DSA顯示帶瓣膜支架植入位置理想，人工瓣膜無明顯反流。術(shù)后6個(gè)月，心臟超聲和DSA證實(shí)支架在位，人工瓣膜啟閉正常，無明顯返流，代替原瓣膜工作。結(jié)論非體外循環(huán)下小切口開胸經(jīng)導(dǎo)管植入國產(chǎn)自膨脹式帶瓣膜支架置換肺動(dòng)脈瓣方法可行，有效。

肺動(dòng)脈瓣；帶瓣膜支架；瓣膜置換

一些復(fù)雜先天性心臟?。ㄏ刃牟。┦中g(shù)需要使用人工或生物帶瓣膜管道重建右室流出道，生物瓣膜使用壽命通常小于10年，患者一生中需要進(jìn)行多次人工瓣膜置換手術(shù)，而多次開胸手術(shù)的并發(fā)癥和病死率會(huì)明顯上升［1］。自從2000年Discigil等［2］成功地實(shí)施了首例經(jīng)皮肺動(dòng)脈瓣置換術(shù)（percutaneous pulmonary valve replacement，PPVR）以來，PPVR術(shù)在全球得到了快速發(fā)展，至今已有超過3 000例患者成功地實(shí)施了這一手術(shù)。PPVR術(shù)避免了開胸，且創(chuàng)傷小、并發(fā)癥少、療效確切，已成為此類患者的首選治療方法。本課題通過小切口開胸經(jīng)導(dǎo)管完成肺動(dòng)脈瓣膜置換動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究，探討非體外循環(huán)下開胸經(jīng)導(dǎo)管肺動(dòng)脈瓣膜置換的可行性和安全性，并觀察術(shù)后6個(gè)月的實(shí)驗(yàn)效果，為進(jìn)一步臨床研究提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 自膨脹式帶瓣膜支架帶瓣膜支架及其輸送裝置由本課題組與樂普（北京）醫(yī)療器械股份有限公司共同研制開發(fā)。支架材料為鎳鈦合金，為酒杯型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，支架高35 mm，分為20 mm、23 mm、 26mm 3種型號(hào)。人工瓣膜取材新鮮的豬心包，去除表面脂肪組織，在0.01%胰蛋白酶溶液中震蕩脫細(xì)胞處理24 h，后在0.625%戊二醛溶液中浸泡36 h，置于2%L-谷氨酸溶液中浸泡24 h。將處理好的豬心包裁減成3片瓣葉，使用7-0的醫(yī)用縫合線將瓣膜縫合至自膨脹支架上制成帶瓣膜支架（圖1）。

圖1 帶瓣膜自膨脹支架圖

1.1.2 支架輸送系統(tǒng)支架輸送裝置由輸送外鞘、預(yù)載內(nèi)鞘和操作手柄組成。輸送鞘管直徑為18 F。帶瓣膜支架可通過支架壓縮機(jī)壓縮至預(yù)載內(nèi)鞘后回收至輸送外鞘中（圖2）。輸送裝置后端為操控手柄，通過固定預(yù)載內(nèi)鞘回撤輸送外鞘可釋放支架。1.2方法

圖2 經(jīng)心尖支架輸送系統(tǒng)

1.2.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及術(shù)前準(zhǔn)備健康清潔級(jí)實(shí)驗(yàn)羊8只，體質(zhì)量（25.5±3.5）kg，雌雄不限，由上海海軍醫(yī)學(xué)研究所提供。術(shù)前心電圖、X線胸片、心臟彩色多普勒超聲（彩超）檢查均無異常。術(shù)前禁水、禁食8 h，氯胺酮（10 mg/kg）肌內(nèi)注射麻醉誘導(dǎo)，術(shù)中靜脈注射丙泊酚（0.2mg·kg-1·min-1）維持麻醉。接心電監(jiān)護(hù)和氧飽和度監(jiān)測(cè)。維庫溴胺2mg靜脈推注，行氣管插管，呼吸機(jī)輔助呼吸。所有實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的處置均符合國家科學(xué)技術(shù)委員會(huì)于1988年頒布的《實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理?xiàng)l例》。

1.2.2 手術(shù)過程穿刺實(shí)驗(yàn)羊右側(cè)股靜脈，置入6 F鞘管，經(jīng)鞘管送入6 F豬尾巴導(dǎo)管。通過豬尾巴導(dǎo)管行肺動(dòng)脈瓣上造影，確定最佳造影體位并測(cè)量肺動(dòng)脈瓣環(huán)直徑。根據(jù)測(cè)量的瓣環(huán)直徑大小選擇合適的帶瓣膜支架，所選支架直徑應(yīng)大于所測(cè)瓣膜直徑2～5 mm，通過支架壓縮機(jī)（Edwards公司生產(chǎn)）將帶瓣膜支架壓縮至預(yù)載鞘后收入外鞘內(nèi)。

實(shí)驗(yàn)羊取左側(cè)臥位，采用右胸骨旁第3肋間4 cm小切口，逐層切開皮膚及皮下組織，撐開器撐開肋骨，暴露心臟，切開心包，心包吊籃懸吊心臟，用5～0 PROLENE線在右室前壁縫合荷包。穿刺針從荷包中心向右室流出道方向刺入右室，沿穿刺針?biāo)腿雽?dǎo)引鋼絲進(jìn)入肺動(dòng)脈，沿導(dǎo)絲送入7 F鞘管，沿鞘管送入多功能導(dǎo)管至左或右肺動(dòng)脈遠(yuǎn)端，交換加硬鋼絲至肺動(dòng)脈分支遠(yuǎn)端，退出多功能管和7 F鞘管。在DSA透視下沿加硬鋼絲送入18 F預(yù)裝有帶瓣膜支架的輸送鞘管動(dòng)脈至肺動(dòng)脈遠(yuǎn)端，豬尾巴行肺動(dòng)脈瓣上造影，確定支架位于肺動(dòng)脈瓣原位。撤回豬尾巴導(dǎo)管于右心室。固定輸送內(nèi)鞘，回撤外鞘管，逐步釋放支架，支架釋放一半需再次行右心室造影，確定支架位于肺動(dòng)脈瓣原位。緩慢回退外鞘，釋放自膨脹帶瓣膜支架。支架完全釋放后，退出輸送外鞘、預(yù)載鞘和導(dǎo)絲，收縮并結(jié)扎好荷包。術(shù)后即刻行肺動(dòng)脈瓣上及右心室造影觀察支架位置及人工瓣膜工作情況（圖3）。檢查胸腔內(nèi)無活動(dòng)性出血后關(guān)胸。退出豬尾巴導(dǎo)管，拔除股靜脈的鞘管，壓迫止血5min。

圖3 經(jīng)導(dǎo)管肺動(dòng)脈置換手術(shù)過程

1.2.3 術(shù)后處理手術(shù)結(jié)束前10 min停止使用丙泊酚。手術(shù)結(jié)束后靜脈注射阿托品0.5mg、新斯的明1mg拮抗肌松，青霉素160萬u預(yù)防感染。待羊自主呼吸、角膜反射恢復(fù)，血壓、心律穩(wěn)定后拔除氣管導(dǎo)管，自然體位下觀察30 min。術(shù)后給予青霉素預(yù)防感染5 d，低分子肝素每日2 500 u皮下注射3 d，服用阿司匹林每日3 mg/kg共30 d，傷口每日以碘酒消毒。2周后拆線。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 手術(shù)情況

術(shù)中造影測(cè)量實(shí)驗(yàn)羊的肺動(dòng)脈瓣瓣環(huán)直徑為（22.3±3.1）mm，分別選擇直徑23 mm支架3枚，26 mm支架5枚。8只實(shí)驗(yàn)羊手術(shù)均獲得成功。手術(shù)時(shí)間為（88.3±15.2）min，X線透視時(shí)間為（8.3± 5.7）min。

2.2 術(shù)后即刻行DSA影像學(xué)評(píng)價(jià)

8只手術(shù)成功的實(shí)驗(yàn)羊術(shù)后即刻行人工肺動(dòng)脈瓣上造影，見支架張開充分，人工瓣膜代替原瓣膜工作，無明顯返流。

2.3 術(shù)后6個(gè)月行經(jīng)胸心臟超聲及DSA復(fù)查

超聲心動(dòng)圖示支架在位，無明顯返流，跨瓣膜血流速度正常，三尖瓣未受影響（圖4）。人工肺動(dòng)脈瓣上及右心室造影顯示人工瓣膜位置良好，瓣膜啟閉功能正常，人工瓣膜無明顯的返流。

圖4 術(shù)后6個(gè)月經(jīng)胸超聲心動(dòng)圖檢查結(jié)果

2.4 術(shù)后即刻解剖學(xué)評(píng)價(jià)

術(shù)后6個(gè)月處死實(shí)驗(yàn)羊1只，解剖心臟后可見植入帶瓣膜支架位置準(zhǔn)確，支架形態(tài)良好，動(dòng)物自身肺動(dòng)脈瓣膜被支架擠貼至血管壁上，人工瓣膜形態(tài)正常，瓣膜未見明顯血栓。

2.5 存活情況

8只實(shí)驗(yàn)羊在術(shù)后6個(gè)月正常存活，進(jìn)食正常，活動(dòng)自如，無明顯氣喘，無行為異常。

3 討論

臨床上一些復(fù)雜性先心病如法洛四聯(lián)癥和肺動(dòng)脈閉鎖等手術(shù)中，需要采用人工或生物帶瓣管道來重建右室流出道，術(shù)后數(shù)年人工或生物帶瓣膜管道易出現(xiàn)鈣化、變形，導(dǎo)致管道及人工瓣膜狹窄和（或）關(guān)閉不全，最終導(dǎo)致嚴(yán)重的右心衰竭［1］。此外生物瓣膜的使用壽命通常小于10年，年輕患者一生通常需要經(jīng)歷多次開胸人工瓣膜置換手術(shù)，而多次開胸的手術(shù)病死率會(huì)明顯上升［2］。PPVR術(shù)的出現(xiàn)為這類患者提供了一種更合適的選擇，PPVR的臨床應(yīng)用和隨訪已證明了其安全性和有效性［3-5］。PPVR術(shù)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于當(dāng)若干年后經(jīng)導(dǎo)管植入的肺動(dòng)脈瓣衰敗后，還可以通過瓣中瓣技術(shù)（valve in valve），在原衰敗的瓣膜基礎(chǔ)上再次通過導(dǎo)管植入一個(gè)人工瓣膜，無需開胸［6］。

國內(nèi)PPVR術(shù)起步較晚，目前有多家機(jī)構(gòu)正在進(jìn)行經(jīng)導(dǎo)管肺動(dòng)脈瓣置換器械及臨床應(yīng)用的相關(guān)研究［7-9］。本研究采用的是國產(chǎn)自主研發(fā)的帶瓣膜支架及支架輸送系統(tǒng)完成經(jīng)導(dǎo)管肺動(dòng)脈瓣植入術(shù)。國外臨床應(yīng)用主要為經(jīng)外周靜脈的途徑完成PPVR術(shù)，尚未見小切口開胸經(jīng)導(dǎo)管完成PPVR的報(bào)道。但對(duì)于年齡較小的患者而言，由于其外周血管偏細(xì)，插入較粗的支架輸送鞘管（至少需要18 F）有損傷周圍血管的可能。另外輸送鞘管需要經(jīng)過下腔靜脈-右心房-右心室-肺動(dòng)脈的途徑將帶瓣膜支架送入肺動(dòng)脈瓣，其輸送途徑的彎曲角度較大，輸送鞘管易對(duì)于小兒心臟造成損傷。

本研究模擬臨床小切口開胸，在雜交手術(shù)室DSA影像下經(jīng)導(dǎo)管完成人工肺動(dòng)脈瓣的植入，是典型的微創(chuàng)“Hybrid”技術(shù)。小切口側(cè)開胸穿刺右心室前壁通過直接右心室-肺動(dòng)脈的輸送途徑較短，手術(shù)操作簡(jiǎn)單，無需正中切口，無需體外循環(huán)，時(shí)間短、創(chuàng)傷小、并發(fā)癥少、恢復(fù)快，可以適合幾乎所有的患者。因此通過小切口開胸經(jīng)導(dǎo)管微創(chuàng)的方法進(jìn)行肺動(dòng)脈瓣膜置換無疑是一種可以選擇的的治療方法。

本研究成功完成8只實(shí)驗(yàn)羊小切口開胸經(jīng)導(dǎo)管行肺動(dòng)脈瓣膜置換術(shù)，以及術(shù)后6個(gè)月隨訪觀察，初步證實(shí)小切口開胸經(jīng)導(dǎo)管途徑植入帶瓣膜肺動(dòng)脈支架技術(shù)可行、效果良好。目前國外應(yīng)用最為廣泛的為Melody支架，其取材于帶完整靜脈瓣的牛頸靜脈，通過球囊擴(kuò)張釋放支架。其缺點(diǎn)為術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生率較高，如支架斷裂、hammock效應(yīng)（靜脈壁懸吊入支架內(nèi)，使通道變窄）等［10］。另外因?yàn)橹饕獊碓从谂ｎi靜脈，其瓣膜大小有限，只適合應(yīng)用于直徑為16～22mm的管道，限制了其的應(yīng)用。近年來Edwards球囊擴(kuò)張式支架也廣泛應(yīng)用于經(jīng)導(dǎo)管肺動(dòng)脈瓣植入術(shù)，取得了較好的臨床效果［11］。

本研究中設(shè)計(jì)帶瓣膜支架采用超彈性鎳鈦合金絲編織而成，有較好的順應(yīng)性和形狀記憶功能，支架易于貼壁。另外鎳鈦合金絲為無磁材料，在磁共振中無信號(hào)，因此不影響患者以后接受磁共振檢查，有良好的安全性。

所有經(jīng)導(dǎo)管瓣膜置換手術(shù)中支架準(zhǔn)確定位是關(guān)鍵技術(shù)，在本實(shí)驗(yàn)也一樣，由于瓣膜是“順行法”植入，即支架首先釋放的部分是不帶瓣膜的部分，帶瓣膜的支架底部是最后釋放的，這意味著如果瓣膜位置不理想將沒有再次調(diào)整的機(jī)會(huì)。如何確保支架“準(zhǔn)確”定位釋放，采取以下措施，首先是輸送鞘管的改進(jìn)，輸送鞘管在X光下為半透明狀，透視下可清楚看見輸送鞘管中支架底端的位置，支架釋放前肺動(dòng)脈瓣上造影的定位為支架底端位于肺動(dòng)脈瓣環(huán)以下2～4mm即可。其次是操作方法，當(dāng)支架頭端部分（即支架的一半）釋放后需要再次行右心室造影以確定支架的位置，如果支架位置偏高，可以輕微回拉輸送鞘管將支架部分回撤，待位置準(zhǔn)確后完全釋放；如果支架位置偏低，將支架回收至輸送鞘管內(nèi)，重復(fù)進(jìn)行一次支架的釋放過程。支架完全釋放后通過解剖、DSA造影、經(jīng)胸心臟超聲等檢查發(fā)現(xiàn)，支架位置理想、固定牢靠，人工瓣膜無返流。實(shí)驗(yàn)結(jié)果初步證實(shí)了帶瓣膜支架設(shè)計(jì)合理，輸送系統(tǒng)使用方便，手術(shù)操作安全可行。

本研究是使用國產(chǎn)自主研發(fā)帶瓣膜支架完成了微創(chuàng)經(jīng)導(dǎo)管肺動(dòng)脈瓣置換大動(dòng)物體內(nèi)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果初步證實(shí)了使用國產(chǎn)新型支架系統(tǒng)完成PPVR的可行性和有效性。為獲得更為全面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)還需要更大的樣本量和更長(zhǎng)的隨訪時(shí)間，為進(jìn)一步臨床應(yīng)用提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

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M ini-thoracotomy transcatheter pulmonary valve im plantation：an experimental study

CHEN Xiang， ZHANG Zhi-gang，ZHU Yu-feng，WANG Fei-yu，CHU Guo-jun，ZHANG Ben，ZHAO Xian-xian，QIN Yong-wen，GE Jun-bo.Department of Cardiology，Affiliated Zhongshan Hospital，F(xiàn)udan University，Shanghai200032，China

GE Jun-bo，E-mail：gjb20130901@sina.com

ObjectiveTo evaluate the feasibility and effectiveness of transcatheter implantation of a new-type domestic self-expandable valve stent to replace the pulmonary valve in experimental goats. Methods The authors have designed a new cup-like self-expandable nitinol valve stent.Fresh porcine pericardium was treated with cell extracting and anti-calcification，then the treated porcine pericardium was trimmed into artificial leaflets and sutured into the nitinol alloy stent by hand.Eight goats were included in this study.A right anterolateralmini-thoracotomy was performed at the 4th intercostal space.After opening the pericardium，the right ventricle was punctured through anterior wall，and a stiff guidewire was then placed across the outflow tract of right ventricle and anchored in the left or right pulmonary artery.The delivery catheter（18 F）was then introduced through the stiff guidewire into the pulmonary artery under fluoroscopic guidance.After correct valve position was confirmed by digital subtration angiography（DSA），the catheter was slowly withdrawn and the valve stentwas released.The immediate outcome of the function of the valve stent was evaluated with angiography and echocardiography after implantation was completed. Results Eight devices were successfully implanted into pulmonary valve position in experimental goats. Immediate observation with angiography and echocardiogram after the procedure showed that the valve stent was in the desired position in all eight goats.No moderate or severe aortic regurgitation was observed. Angiographyand echocardiography confirmed that the valve stent remained in correct position with good functioning in all theeight animals 6months after the procedure.ConclusionIt is feasible and effective to replace the pulmonary valve with a new-type domestic self-expandable valve stent through rightmini-thoracotomy in experimental goats under non-extracorporeal circulation.（J Intervent Radiol，2014，23：978-982）

pulmonary valve；valve stent；valve rep lacement

R541.1

B

1008-794X（2014）-11-0978-05

2014-03-11）

（本文編輯：李欣）

10.3969／j.issn.1008－794X.2014.11.011

中國博士后科學(xué)基金面上資助項(xiàng)目（2014M 551330）；上海市重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目（10441902100）

200023上海復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院心血管內(nèi)科（陳翔、葛均波）；第二軍醫(yī)大學(xué)長(zhǎng)海醫(yī)院心血管內(nèi)科（張志鋼、朱玉峰、王飛宇、儲(chǔ)國俊、趙仙先、秦永文），心胸外科（張本）

葛均波E-mail：gjb20130901@sina.com